従来のネットワークスイッチはOSIモデルのレイヤ2で動作し、 ネットワークルータはレイヤ3で動作します。これにより、レイヤ3スイッチ（マルチレイヤスイッチとも呼ばれます）の定義と目的が混乱することがよくあります。
レイヤ3スイッチは、ネットワークルーティングで使用される特殊なハードウェアデバイスです。 レイヤ3スイッチは、物理的な外観だけでなく、従来のルータと技術的に多くの共通点を持っています。 両方とも同じルーティングプロトコルをサポートし、着信パケットを検査し、内部の送信元アドレスと宛先アドレスに基づいて動的ルーティングを決定することができます。
ルータを介したレイヤ3スイッチの主な利点の1つは、ルーティングの決定が行われる方法です。 レイヤ3スイッチは、パケットがルータを経由して追加の手順を実行する必要がないため、 ネットワークレイテンシを経験する可能性は低くなります。
レイヤ3スイッチの目的
レイヤ3スイッチは、企業のイントラネットなどの大規模なローカルエリアネットワーク（LAN）でネットワークルーティングのパフォーマンスを向上させるテクノロジとして考案されました。
レイヤ3スイッチとルータの主な違いは、ハードウェア内部にあります。 レイヤ3スイッチ内のハードウェアは、従来のスイッチとルータを混在させ、ルータのソフトウェアロジックの一部を集積回路ハードウェアに置き換え、ローカルネットワークのパフォーマンスを向上させます。
さらに、レイヤ3スイッチは、イントラネット上で使用するように設計されているため、通常、従来のルータで使用されるWANポートおよび広域ネットワーク機能は備えていません。
これらのスイッチは、仮想LAN（VLAN）間のルーティングをサポートするために最も一般的に使用されます。 VLAN用のレイヤ3スイッチの利点は次のとおりです。
- ブロードキャストトラフィック量の削減
- シンプルなセキュリティ管理
- 障害分離の改善
レイヤ3スイッチの機能
従来のスイッチは、接続されたデバイスの物理アドレス（ MACアドレス ）に従って、個々の物理ポート間でトラフィックを動的にルーティングします。 レイヤ3スイッチは、LAN内のトラフィックを管理するときにこの機能を使用します。
また、LAN間のトラフィックを管理する際にIPアドレス情報を利用してルーティングの決定を行うことで、これを拡張します。 対照的に、レイヤ4スイッチはTCPまたはUDP ポート番号も利用します 。
VLANを使用するレイヤ3スイッチの使用
各仮想LANは、スイッチに入力してポートマップする必要があります。 各VLANインターフェイスのルーティングパラメータも指定する必要があります。
一部のレイヤ3スイッチは、VLAN内のデバイスにIPアドレスを自動的に割り当てるために使用できるDHCPサポートを実装しています。 あるいは、外部のDHCPサーバを使用することも、 静的IPアドレスを別々に設定することもできます。
レイヤ3スイッチの問題
レイヤ3スイッチは、従来のスイッチよりもコストがかかりますが、従来のルータよりも低コストです。 これらのスイッチとVLANの設定と管理には、さらに手間がかかります。
レイヤ3スイッチのアプリケーションは、十分な規模のデバイスサブネットとトラフィックを備えたイントラネット環境に限定されています。 ホームネットワークは、通常、これらのデバイスには使用しません。 WAN機能が不足しているため、レイヤ3スイッチはルータに代わるものではありません。
これらのスイッチの命名は、レイヤ3がネットワークレイヤとして知られているOSIモデルの概念に基づいています。 残念なことに、この理論的モデルは、産業製品間の実際的な違いをよく区別しません。 この命名は、市場に大きな混乱をもたらしました。